[發明專利]一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法

在審

• 申請號: 202011565612.7
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112737986A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 姜斌;周志杰;包建榮;劉超;唐向宏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26;G06K9/62
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法，其特征在于，包括步驟：

S1.針對發射機發送的數據，采用分數抽頭信道近似的復指數基擴展模型方法，得到該信道模型下的接收信號，分數抽頭信道近似的復指數基擴展模型即FTCA-CE-BEM；

S2、利用迫零均衡方法，得到消除ICI后的接收信號，ICI為子載波干擾；

S3.針對步驟S2所得的消除ICI后的接收信號，采用最小二乘法計算CIR的估計h_LS(n)，同時，采用密度參數，刪除孤立的CIR，得非孤立的CIR：h′_LS(n)，其中，密度參數是距離某一CIR距離為r內CIR的數量，CIR為信道沖激響應，r為選取的球體半徑；

S4.將步驟S3得到的h′_LS(n)劃分為噪聲類和信號類，并計算各自類的初始聚類中心；

S5.設置CIR到聚類中心距離的判別函數，以對所有的CIR進行判決并重新分類以及計算聚類中心；

S6.判斷聚類結果是否改變，若是，則根據改變后的結果回到步驟S5，若否，則將判為噪聲類的h’_LS(n)置零，結合判為信號類的h′_LS(n)，得到時域信道函數h′_k-means(n)；

S7.對h′_k-means(n)執行DFT計算，以得到反饋后的頻域信道函數H′_k-means(k)，即最終信道估計結果，DFT為離散傅里葉變換。

2.根據權利要求1所述的一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法，其特征在于，步驟S1中，采用FTCA-CE-BEM方法，得到該信道模型下的接收信號，具體包括以下步驟：

S1.1、對發射機發送數據X＝[X(0),X(1),…,X(N-1)]^T執行N點逆離散傅里葉變換以得到時域信號；

S1.2、對接收端接收到的時域數據y(n)執行離散傅里葉變換以得到頻域信號，并計算得到k個子載波接收信號：

其中，h(n,l)為實數，表示為快時變信道沖激響應在第n時刻、第l徑的抽樣值，L為信息傳輸的總路徑數，x(n-l)是n-l時刻的輸入；w(n)是均值為零、方差為σ²的高斯白噪聲H(k,k)為期望的信道函數，W(k)為頻域信道加性噪聲，I(k)表示由快時變信道引起的ICI，其表達式為：

其中，信道函數H(k,m)的表達式為：

S1.3、采用分數抽頭信道近似方法，通過引入分數加權因子K_α來模擬非采樣間隔信道，以得到實際信道頻域函數H_FTCA(k)：

H_FTCA(k)＝H₁(k)+H_e(k) (16)

其中，H₁(k)＝DFT[h₁(τ)]；H_e(k)為使用FTCA方法的信道估計誤差；g(l)表示濾波器的抽頭系數；表示FTCA濾波器的抽頭數目，表示向上取整，τ_max表示最大時延，f_s表示采樣頻率，T_s表示采樣間隔；

S1.4、根據式(15)和式(17)，信道函數H(k,m)表示為：

S1.5、將式(18)中的抽頭系數g(n,l)表示成BEM形式，則有：

其中，基系數g_q(l)表示第l徑上的第q個復指數基的加權系數，Q為自然數，且表示基擴展模型的階數，f_max表示最大多普勒頻移；

S1.6、將式(20)代入式(18)，得到：

當m-k+q-Q/2為整數時，H(k,m)≠0，且0≤m,k≤N-1，故式(21)化簡為：

由式(22)，給定k(0≤k＜N)，則每個q(0≤q≤Q)都對應一個m，使H(k,m)不為零，定義H(k,m)對應信道矩陣的第k行非零元位置為：

S1.7、根據式(22)、式(23)、式(13)，得到FTCA-CE-BEM方法中信道模型所接收的信號表達式為：